EP0936009A1 - Valve assembly, in particular die-casting venting valve assembly - Google Patents
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- EP0936009A1 EP0936009A1 EP98810107A EP98810107A EP0936009A1 EP 0936009 A1 EP0936009 A1 EP 0936009A1 EP 98810107 A EP98810107 A EP 98810107A EP 98810107 A EP98810107 A EP 98810107A EP 0936009 A1 EP0936009 A1 EP 0936009A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
- B22D17/14—Machines with evacuated die cavity
- B22D17/145—Venting means therefor
Definitions
- the present invention relates to a Valve device, in particular on a vent valve device for die casting according to the generic term of Claim 1.
- vent valve devices for the Die casting are by Metal actuation actuated by the device Has force transducer on which the casting material acts, the force transducer with the movable closure part of the vent valve is in mechanical operative connection.
- the closing times achieved are very fast, which makes it possible even in the high speed printing area to work, but it is disadvantageous that liquid due to the necessary control stroke of the force transducer Metal in every insertion stroke, also in its guide bore penetrates. This leads to wear on the control piston as well in its guide hole. Cold welds are also on these places known to block the spool being able to lead.
- DE-A-39 12 006 is a gas extraction device with a high-speed injection molding device known in which a gas discharge control valve by a Combination of a control circuit with a Valve drive device at high speed can be closed.
- This device from which in The preamble of claim 1 is assumed, includes a relatively complex control circuit, wherein the actual control valves through servo valves be controlled in order to achieve fast switching times. The actual control signals have to be amplified converted and adapted to existing interfaces become.
- DE-A-42 16 773 is a die-casting device known, wherein the triggering device in the metal sensor engaging the pouring barrel with a subsequent one Has switching device, the valve being delayed is closed.
- a valve device in this regard to improve that no mechanical influences quick closing process even during long periods of operation can affect.
- a device should be possible have few components and clear switching positions.
- the Control should be simple and without servo valves get along, d. H. can be controlled directly.
- the control signal to close the vent valve should be without Reinforcement, conversion and adaptation to any Interfaces get along, also directly for control be suitable. It is important that the real Closing process of the valve device in just a few Milliseconds is complete, d. H. the closing time Such a vent valve should close the closing time metal-loaded valve not or only insignificantly inferior.
- valve 1 shows the two valve blocks 1 and 2, the vent duct plate 3 with the first Vent hole 5, the second vent hole 4 and the third vent hole 9 and between the Valve block 1 and the ventilation duct plate 3 extending Vent channel 6.
- the parting surface of the die-casting mold between the ventilation duct plate 3 and the valve block 1 is indicated with TRF.
- the functional part of the vent valve device contains the control piston 7, which has a first Driving pin 11 is connected to a lever 15 which is hinged at one end to a bearing pin 12 and at the other end via a second driver pin 11A the suction piston 8 is articulated, which in the first Vent hole 5 is performed to complete this.
- the lever 15 or the bearing pin 12 is in a bearing block 16 mounted and the control piston 7 is in the valve block 1 and guided in a guide 10.
- the mold insert 13 of the fixed mold half can also be seen and the mold insert 14 of the movable mold half and the mold frame 18 of the fixed mold half and the mold frame 17 of the movable mold half.
- Controlling the closing movement of the suction piston 8 takes place via the control piston 7, which via a direct controllable high-response valve (HR valve) without additional electronic gain is controlled.
- HR valve high-response valve
- Such Valves are especially low-mass, heat-resistant and very powerful with extremely short switching times.
- the HR valve 21 is connected to a pressure line 40 which is connected by a Pressure source 25 is supplied, the output of the Pressure line of this valve connected to the control piston 7 and on the first pressure surface F1 to actuate the Control piston acts and thus to open the suction piston 8 serves.
- the HR valve 21 has a vent 21R, wherein the cross section of the vent line 41 at least twice is as large as the cross section of the pressure line 42 and is as short as possible to make a very quick one Pressure drop in the pressure line to the control piston cause. From Figure 1 also shows that the HR valve 21 is attached directly to the valve block.
- the control piston 7 is also via a second control valve 20 connected to a second pressure line 42, which with the first pressure line 40 via the second control valve 20 can be connected, the pressure line 42 to the second button F2 acts to control spool 7 in To move the closing direction and thus the suction piston 8 conclude.
- the control piston 7 is therefore a double-acting Pneumatic cylinder, with the second control valve 20 immediately “suction" of the control piston 7 in Closing direction is loaded, d. H. the pneumatic pressure is before the actual control signal to close the Valve on both sides of the double-acting spool on.
- the venting of the HR valve is controlled via vent line 41 and thereby caused sudden pressure drop in the pressure line 40 between the HR valve and pressure area F1 the fastest possible response as well as switching time given the closing movement perform.
- the lever 15 acts as a translation the suction piston 8 to be closed to the control stroke of the Keep the spool as small as possible. Out of it there is a fastest possible control stroke on the control piston 7, that can be covered in no time at all Close the suction piston 8.
- the number 22 is the actual control circuit specified, in which one next to the already mentioned second Control valve 20 that is connected to the vacuum source 26 Vacuum valve 19 and the so-called PLC control 23 recognizes PLC for programmable logic controller stands.
- the PLC controller 23 is in this example with the Die-casting machine control 24 connected, but can also be connected to an external auxiliary control.
- the Vent valve device is schematic in one Unit 27 summarized, the HR valve 21st is included and the vent hole 9 and the Vent channel 6 can be seen as well as the PLC control 23.
- This PLC controller 23 is with a signal generator "Vacuum stop” 34 connected, which in turn with the signal trigger "Vacuum stop” 33 is operatively connected.
- the switching point Vakustop 33 is located on the casting or press-in piston 32, which is guided in the casting chamber 31.
- the fixed die half 35 and the movable die half 36 and the Die-casting machine plates 37 are shown.
- the ventilation duct 6 the mold cavity 28 and the sprue channel 29 close which, after the filling process, with the pressing residue 30 connected is.
- Such a latest generation can be used as a PLC control used in the normal program flow with Program steps of approximately 30 milliseconds works and at which is the control command to control the HR valve from normal program flow can be excluded so that this special control function in less than one Millisecond can be executed.
- the controls work with a normal operating voltage of 24 volts Direct current.
- the HR valve 21 is digital Logic.
- the operation of the vent valve device is following: At the start of pouring there is a maximum pressure of 8 bar on the pressure surface F1 of the double-acting control piston 7 on.
- the die casting mold is open and the last casting is has been expelled via the pressure at F1.
- the die casting mold is closed by the die casting machine, the liquid one Metal is poured into the casting chamber 31 and the Die-casting machine control 24 gives the cycle start for the Press-in process free.
- a delay of for example, 0.5 seconds will evacuate the air and Gases from the die casting mold, casting barrels and casting chamber from the die casting machine control 24 via input A and Output A 'started and the vacuum valve 19 opens.
- the Air and the gases in the die are over the Vent holes 4, 5 and 9 as well as over the Vent channel 6, which the vent valve with the Mold cavity 28 connects the die, through which Vacuum source 26 is drawn off and passed into a vacuum tank.
- the second control valve 20 directly from the PLC control 23 or via input B and output B ' started and opened, the pressure at F2 increases to maximum 8 bar and the control piston is charged.
- the press-in piston 32 is propelled at high speed until it hits the press rest 30.
- the HR valve Opens after the control signal is received the HR valve from 0 to 100% in less than two Milliseconds and vented through the 21R outlet.
- the pressure on the first cylinder surface F1 drops very much quickly together and the control piston 7 presses the Suction piston 8 by the already existing pressure of maximum 8 bar on the cylinder surface F2 of the control piston 7 in the sealing hole of the first vent hole 5 um to complete this.
- the control piston 7 acts over the driver pin 11, the control piston 7, the lever 15th and couple the suction piston 8 together and together over the bearing pin 12 and the bearing block 16 a Form locking device.
- a ratio of 1: 3 was selected for the lever 15. This ratio can also be different, for example 1: 2 to 1: 5.
- the HR valve 21 returns to the position via C ' normally open "and restores the pressure on the surface F1 for pushing or opening the vent valve or the suction piston 8.
- the control valves 19 and 20 go to theirs Home position back and the pressure at F2 drops to 0 bar off, the suction piston 8 can be opened. Is mechanical the control stroke limitation in the closing direction of the Vent valve by simultaneously hitting the Control piston 7 and the suction piston 8 on the valve block 2 given. The suction piston 8 closes the Vent hole 5 flush to vent channel 6, so no liquid metal in the vent hole 5 of the Valve block 1 can penetrate.
- the control stroke limitation in the opening direction of the Suction piston 8 is given by the control piston 7, which on Valve block 1 is pending.
- the precisely defined keeping of the Suction piston, d. H. of the entire vent valve with the same and simultaneous pressure on the Differential areas F1 and F2 of the control piston 7, which is also called Differential pistons can be given.
- the printing area F1 i.e. H. opening side, larger than the printing area F2, for example in a ratio of 2: 1.
- the switching point for the Control signal depending on the speed of the plunger can be set.
- the goal is a fixed switching point that regardless of press-in piston speed, size of the Die casting mold or the die casting machine is. You can Piston speeds up to seven meters / second occurrence. This results in a fixed switching point for the Signal trigger Vakustop 33, for example 42 mm in front of the Press rest can lie.
- the control signal to HR valve 21 could also be from others Sources come, for example, from the die casting machine control system 24, from other metal sensors or Pressure sensors, acoustic detectors or thermal sensors or other electronic contacts. This is through the Flexibility of the PLC control 23 used possible.
- the vent valve device has been associated with described a high-speed die casting device, but it is possible to use such a valve device for to use other pouring devices, e.g. B. for Low pressure casting or injection molding.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Ventilvorrichtung, insbesondere auf eine Entlüftungsventil-Vorrichtung
für den Druckguss gemäss Oberbegriff von
Patentanspruch 1.The present invention relates to a
Valve device, in particular on a vent valve device
for die casting according to the generic term of
Eine Anzahl von Entlüftungsventil-Vorrichtungen für den Druckguss, beispielsweise gemäss DE-C-43 02 798 werden durch Metallbeaufschlagung betätigt, indem die Vorrichtung einen Kraftaufnehmer aufweist, auf den das Giessmaterial wirkt, wobei der Kraftaufnehmer mit dem beweglichen Verschlussteil des Entlüftungsventils in mechanischer Wirkverbindung steht. Die dadurch erzielten Schliesszeiten sind zwar sehr schnell, wodurch es möglich ist, auch im Hochgeschwindigkeits-Druckbereich zu arbeiten, doch ist dabei nachteilig, dass durch den nötigen Steuerhub des Kraftaufnehmers flüssiges Metall bei jedem Einpresshub auch in dessen Führungsbohrung eindringt. Dies führt zu Verschleiss am Steuerkolben sowie in dessen Führungsbohrung. Auch sind Kaltaufschweissungen an diesen Stellen bekannt, die zum Blockieren der Steuerkolben führen können. Schon bei geringer Beeinträchtigung dieser Steuerfunktion schliesst der Absaugkolben zu langsam und dabei dringt das flüssige Metall in das Entlüftungsventil ein, erstarrt dort und blockiert die ganze Vorrichtung. Dies führt zu hohen Maschinenstillstands- sowie Wartungskosten. Ausserdem haben solche Ventilvorrichtungen viele mechanische Teile und die Offenhaltekraft beim Entlüftungsvorgang muss gering sein, um einer schnellen Schliesszeit nicht entgegenzuwirken.A number of vent valve devices for the Die casting, for example according to DE-C-43 02 798, are by Metal actuation actuated by the device Has force transducer on which the casting material acts, the force transducer with the movable closure part of the vent valve is in mechanical operative connection. The closing times achieved are very fast, which makes it possible even in the high speed printing area to work, but it is disadvantageous that liquid due to the necessary control stroke of the force transducer Metal in every insertion stroke, also in its guide bore penetrates. This leads to wear on the control piston as well in its guide hole. Cold welds are also on these places known to block the spool being able to lead. Even with little impairment of this Control function the suction piston closes too slowly and the liquid metal penetrates into the vent valve on, solidifies there and blocks the whole device. This leads to high machine downtime and maintenance costs. In addition, such valve devices have many mechanical ones Parts and the hold-open force during the ventilation process must be short in order not to have a fast closing time counteract.
Es wurde versucht, die oben geschilderten Nachteile dadurch
zu beseitigen, dass das Steuerorgan der Ventilvorrichtung
nicht mehr durch das Giessmaterial beaufschlagt wird,
sondern über eine elektrische Steuerschaltung geschlossen
wird. Aus der DE-A-39 12 006 ist eine Gasabzugsvorrichtung
bei einer Hochgeschwindigkeits-Spritzgiessvorrichtung
bekannt, bei der ein Gasabzugsteuerventil durch eine
Kombination einer Steuerschaltung mit einer
Ventilantriebseinrichtung in hoher Geschwindigkeit
geschlossen werden kann. Diese Vorrichtung, von der im
Oberbegriff von Patentanspruch 1 ausgegangen wird,
beinhaltet eine relativ aufwendige Steuerschaltung, wobei
die eigentlichen Steuerventile durch Servoventile
vorgesteuert werden, um schnelle Schaltzeiten zu erreichen.
Dabei müssen die eigentlichen Steuersignale verstärkt,
umgewandelt und an vorhandene Schnittstellen angepasst
werden.An attempt was made to overcome the disadvantages outlined above
eliminate that the control device of the valve device
is no longer impacted by the casting material,
but closed via an electrical control circuit
becomes. DE-A-39 12 006 is a gas extraction device
with a high-speed injection molding device
known in which a gas discharge control valve by a
Combination of a control circuit with a
Valve drive device at high speed
can be closed. This device, from which in
The preamble of
Aus der DE-A-42 16 773 ist schliesslich eine Druckguss-Vorrichtung bekannt, worin die Auslöseeinrichtung einen in den Giesslauf eingreifenden Metallsensor mit anschliessender Schalteinrichtung aufweist, wobei das Ventil verzögert geschlossen wird.Finally, DE-A-42 16 773 is a die-casting device known, wherein the triggering device in the metal sensor engaging the pouring barrel with a subsequent one Has switching device, the valve being delayed is closed.
Es ist von diesem Stand der Technik ausgehend Aufgabe der
vorliegenden Erfindung eine Ventilvorrichtung anzugeben, die
auch als Entlüftungsventil-Vorrichtung für den
Hochgeschwindigkeits-Druckguss verwendbar ist und die
einerseits einen einfachen Aufbau mit wenigen Komponenten
und somit einen kostengünstigen Aufbau aufweist und
andererseits sehr kurze Verschlusszeiten ermöglicht. Diese
Aufgabe wird mit der Ventilvorrichtung gemäss Patentanspruch
1 gelöst.Starting from this prior art, it is the task of
present invention to provide a valve device which
also as a vent valve device for the
High speed die casting is usable and the
on the one hand, a simple structure with few components
and thus has an inexpensive structure and
on the other hand enables very short shutter speeds. This
Task is with the valve device according to
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer Zeichnung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Figur 1- zeigt die Erfindung anhand einer schematisch dargestellten Entlüftungsventil-Vorrichtung, und
Figur 2- zeigt die Verwendung der Vorrichtung von Fig. 1 auf einer Druckgussmaschine.
- Figure 1
- shows the invention using a schematically shown vent valve device, and
- Figure 2
- shows the use of the device of Fig. 1 on a die casting machine.
Wie bereits eingangs erwähnt, ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Ventilvorrichtung dahingehend zu verbessern, dass keine mechanischen Einflüsse den schnellen Schliessvorgang auch bei längerem Betrieb beeinträchtigen können. Dies bedeutet, dass das Einspritzen von flüssigen Metall in das Entlüftungsventil zu vermeiden ist. Ausserdem sollte eine solche Vorrichtung möglichst wenige Komponenten und klare Schaltstellungen aufweisen. Die Ansteuerung sollte einfach sein und ohne Servoventile auskommen, d. h. direkt angesteuert werden. Das Steuersignal zum Schliessen des Entlüftungsventils sollte ohne Verstärkung, Umwandlung und Anpassung an eventuelle Schnittstellen auskommen, also ebenfalls direkt zum Steuern geeignet sein. Wichtig ist, dass der eigentliche Schliessvorgang der Ventilvorrichtung in nur wenigen Millisekunden abgeschlossen ist, d. h. die Schliesszeit eines solchen Entlüftungsventils soll der Schliesszeit eines metallbeaufschlagten Ventils nicht oder nur unwesentlich nachstehen.As already mentioned at the beginning, it is a goal of present invention, a valve device in this regard to improve that no mechanical influences quick closing process even during long periods of operation can affect. This means that the injection Avoid liquid metal in the vent valve is. In addition, such a device should be possible have few components and clear switching positions. The Control should be simple and without servo valves get along, d. H. can be controlled directly. The control signal to close the vent valve should be without Reinforcement, conversion and adaptation to any Interfaces get along, also directly for control be suitable. It is important that the real Closing process of the valve device in just a few Milliseconds is complete, d. H. the closing time Such a vent valve should close the closing time metal-loaded valve not or only insignificantly inferior.
Aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in der Form einer Entlüftungsventil-Vorrichtung wird hervorgehen, dass der oben angedeutete Anforderungskatalog vollumfänglich erfüllt werden kann.From the following description of an embodiment in in the form of a vent valve device emerge that the requirements catalog indicated above can be fully met.
In der Figur 1 erkennt man die beiden Ventilblöcke 1 und 2,
die Entlüftungskanalplatte 3 mit der ersten
Entlüftungsbohrung 5, der zweiten Entlüftungsbohrung 4 und
der dritten Entlüftungsbohrung 9 und den zwischen dem
Ventilblock 1 und der Entlüftungskanalplatte 3 verlaufenden
Entlüftungskanal 6. Die Trennfläche der Druckgussform
zwischen der Entlüftungskanalplatte 3 und dem Ventilblock 1
ist mit TRF angedeutet.1 shows the two
Der funktionelle Teil der Entlüftungsventil-Vorrichtung
enthält den Steuerkolben 7, der über einen ersten
Mitnehmerbolzen 11 mit einem Hebel 15 verbunden ist, der an
einem Ende an einem Lagerbolzen 12 gelenkig gelagert ist und
an dessen anderem Ende über einen zweiten Mitnehmerbolzen
11A der Absaugkolben 8 angelenkt ist, der in der ersten
Entlüftungsbohrung 5 geführt ist, um diese abzuschliessen.
Der Hebel 15 bzw. der Lagerbolzen 12 ist in einem Lagerbock
16 gelagert und der Steuerkolben 7 ist im Ventilblock 1 und
in einer Führung 10 geführt.The functional part of the vent valve device
contains the
Ferner erkennt man den Formeinsatz 13 der festen Formhälfte
sowie den Formeinsatz 14 der beweglichen Formhälfte sowie
den Formrahmen 18 der festen Formhälfte und den Formrahmen
17 der beweglichen Formhälfte.The mold insert 13 of the fixed mold half can also be seen
and the mold insert 14 of the movable mold half and
the
Die Steuerung der Schliessbewegung des Absaugkolbens 8
erfolgt über den Steuerkolben 7, der über ein direkt
steuerbares High-Response-Ventil (HR-Ventil) ohne
zusätzliche elektronische Verstärkung gesteuert wird. Solche
Ventile sind speziell massenarm, hitzebeständig und sehr
leistungsstark mit extrem kurzer Schaltzeit. Das HR-Ventil
21 ist an eine Druckleitung 40 angeschlossen, die von einer
Druckquelle 25 versorgt wird, wobei der Ausgang der
Druckleitung dieses Ventils mit dem Steuerkolben 7 verbunden
ist und auf die erste Druckfläche F1 zum Betätigen des
Steuerkolbens wirkt und damit zum Öffnen des Absaugkolbens 8
dient. Das HR-Ventil 21 weist eine Entlüftung 21R auf, wobei
der Querschnitt der Entlüftungsleitung 41 mindestens zweimal
so gross ist wie der Querschnitt der Druckleitung 42 und
dabei möglichst kurz ist, um einen sehr schnellen
Druckabfall in der Druckleitung zum Steuerkolben zu
bewirken. Aus Figur 1 geht ferner hervor, dass das HR-Ventil
21 direkt am Ventilblock angebaut ist.Controlling the closing movement of the
Der Steuerkolben 7 ist ferner über ein zweites Steuerventil
20 mit einer zweiten Druckleitung 42 verbunden, die mit der
ersten Druckleitung 40 über das zweite Steuerventil 20
verbunden werden kann, wobei die Druckleitung 42 auf die
zweite Schaltfläche F2 wirkt, um den Steuerkolben 7 in
Schliessrichtung zu bewegen und damit den Absaugkolben 8 zu
schliessen.The
Der Steuerkolben 7 ist demzufolge ein doppelwirkender
Pneumatikzylinder, wobei über das zweite Steuerventil 20
sofort ab Zyklusbeginn "Absaugen" der Steuerkolben 7 in
Schliessrichtung geladen wird, d. h. der pneumatische Druck
liegt vor dem eigentlichen Steuersignal zum Schliessen des
Ventils auf beiden Seiten des doppelwirkenden Steuerkolbens
an. Dadurch ist bei der gesteuerten Entlüftung des HR-Ventils
über Entlüftungsleitung 41 und dadurch bewirkten
plötzlichen Druckabfall in der Druckleitung 40 zwischen dem
HR-Ventil und Druckfläche F1 die schnellstmögliche Reaktion
sowie Schaltzeit gegeben, um die Schliessbewegung
durchzuführen. Zudem wirkt der Hebel 15 als Übersetzung zu
dem zu schliessenden Absaugkolben 8, um den Steuerhub des
Steuerkolbens so klein wie möglich zu halten. Daraus
entsteht ein schnellstmöglicher Steuerhub am Steuerkolben 7,
der in kürzester Zeit zurückgelegt werden kann, um den
Absaugkolben 8 zu schliessen.The
Mit der Ziffer 22 ist die eigentliche Steuerschaltung
angegeben, worin man neben dem bereits erwähnten zweiten
Steuerventil 20 das mit der Vakuumquelle 26 verbundene
Vakuumventil 19 sowie die sogenannte SPS-Steuerung 23
erkennt, wobei SPS für Speicher-Programmierbare Steuerung
steht. Die SPS-Steuerung 23 ist in diesem Beispiel mit der
Druckgussmaschinen-Steuerung 24 verbunden, kann aber auch
mit einer externen Hilfssteuerung verbunden sein. Man
erkennt bei dieser SPS-Steuerung 23 die Eingänge A, B, C, D,
die für A = Eingang Vakustart, B = Eingang Vakustop-Laden, C
= Eingang Vakustop-HR-Ventil 21, und D = Eingang elektrische
Eingangsspannung stehen und die Ausgänge A', B', C', die für
A' = Ausgang Vakustart, B' = Ausgang Vakustop-Laden und C' =
Vakustop-HR-Ventil 21 stehen.With the
Ferner erkennt man die Vakuumleitung 43, die die
Vakuumquelle 26 mit den Entlüftungsbohrungen 4, 5 und 9
verbindet. Ausserdem erkennt man die verschiedenen
elektrischen Leitungen 44 zwischen Ausgang A' und
Vakuumventil 19, Leitung 45 zwischen Ausgang Vakustop-Laden
und zweites Steuerventil 20 und Leitung 46 zwischen Ausgang
Vakustop-HR-Ventil 21 und HR-Ventil 21.Furthermore, one recognizes the
In Figur 2 ist schematisch die Verwendung der Vorrichtung
gemäss Figur 1 auf einer Druckgussmaschine dargestellt. Die
Entlüftungsventil-Vorrichtung ist schematisch in einer
Einheit 27 zusammengefasst, wobei das HR-Ventil 21
inbegriffen ist und die Entlüftungsbohrung 9 sowie der
Entlüftungskanal 6 ersichtlich sind sowie die SPS-Steuerung
23. Diese SPS-Steuerung 23 ist mit einem Signalgeber
"Vakustop" 34 verbunden, der wiederum mit dem Signalauslöser
"Vakustop" 33 in Wirkverbindung steht. Der Schaltpunkt
Vakustop 33 befindet sich auf dem Giess- oder Einpresskolben
32, der in der Giesskammer 31 geführt ist. Ferner sind
dargestellt die feste Druckgussform-Hälfte 35 sowie die
bewegliche Druckgussform-Hälfte 36 und die
Druckgussmaschinenplatten 37. Dem Entlüftungskanal 6
schliesst sich der Formhohlraum 28 sowie der Angusskanal 29
an, der, nach dem Füllvorgang, mit dem Pressrest 30
verbunden ist.The use of the device is shown schematically in FIG
shown on a die casting machine according to FIG. The
Vent valve device is schematic in one
Als SPS-Steuerung kann eine solche neuester Generation
verwendet werden, die im normalen Programmablauf mit
Programmschritten von ca. 30 Millisekunden arbeitet und bei
der der Steuerbefehl zur Ansteuerung des HR-Ventils vom
normalen Programmablauf ausgeklammert werden kann, so dass
diese spezielle Steuerfunktion in weniger als einer
Millisekunde ausgeführt werden kann. Die Steuerungen
arbeiten mit einer üblichen Betriebsspannung von 24 Volt
Gleichstrom. Ausserdem ist das HR-Ventil 21 mit digitaler
Logik ausgestattet.Such a latest generation can be used as a PLC control
used in the normal program flow with
Program steps of approximately 30 milliseconds works and at
which is the control command to control the HR valve from
normal program flow can be excluded so that
this special control function in less than one
Millisecond can be executed. The controls
work with a normal operating voltage of 24 volts
Direct current. In addition, the
Die Funktionsweise der Entlüftungsventil-Vorrichtung ist die
folgende: Bei Giessbeginn liegt ein Druck von maximal 8 bar
an der Druckfläche F1 des doppelwirkenden Steuerkolbens 7
an. Die Druckgussform ist offen und der letzte Abguss ist
über den Druck an F1 ausgestossen worden. Die Druckgussform
wird von der Druckgussmaschine geschlossen, das flüssige
Metall wird in die Giesskammer 31 geschüttet und die
Druckgussmaschinen-Steuerung 24 gibt den Zyklusstart für den
Einpressvorgang frei. Mit einer Verzögerung von
beispielsweise 0,5 Sekunden wird das Evakuieren von Luft und
Gasen aus der Druckgussform, Giessläufen und Giesskammer von
der Druckgussmaschinensteuerung 24 über Eingang A und
Ausgang A' gestartet und das Vakuumventil 19 öffnet. Die
Luft und die Gase in der Druckgussform werden über die
Entlüftungsbohrungen 4, 5 und 9 sowie über den
Entlüftungskanal 6, der das Entlüftungsventil mit dem
Formhohlraum 28 der Druckgussform verbindet, durch die
Vakuumquelle 26 abgesogen und in einen Vakuumtank geleitet.The operation of the vent valve device is
following: At the start of pouring there is a maximum pressure of 8 bar
on the pressure surface F1 of the double-acting
Gleichzeitig wird das zweite Steuerventil 20 direkt von der
SPS-Steuerung 23 oder über den Eingang B und Ausgang B'
gestartet und geöffnet, der Druck bei F2 steigt auf maximal
8 bar und der Steuerkolben ist geladen. Der Einpresskolben
32 wird mit hoher Geschwindigkeit vorwärtsgetrieben, bis er
am Pressrest 30 aufschlägt. Kurz davor wird das Steuersignal
über den Signalgeber 34 an Eingang C und Ausgang C' zum HR-Ventil
21 gegeben. Nach Eingang des Steuersignals öffnet
sich das HR-Ventil von 0 bis 100 % in weniger als zwei
Millisekunden und entlüftet über den Ausgang 21R. Dabei
fallt der Druck auf der ersten Zylinderfläche F1 sehr
schnell zusammen und der Steuerkolben 7 drückt den
Absaugkolben 8 durch den schon bereits anliegenden Druck von
maximal 8 bar an der Zylinderfläche F2 des Steuerkolbens 7
in die Verschlussbohrung der ersten Entlüftungsbohrung 5 um
diese abzuschliessen. Dabei wirkt der Steuerkolben 7 über
die Mitnehmerbolzen 11, die den Steuerkolben 7, den Hebel 15
sowie den Absaugkolben 8 miteinander koppeln und zusammen
über den Lagerbolzen 12 und den Lagerbock 16 eine
Schliessvorrichtung bilden.At the same time, the
Für einen sehr kurzen Steuerhub am Steuerkolben 7 wurde
beispielsweise beim Hebel 15 ein Verhältnis von 1 : 3
gewählt. Dieses Verhältnis kann auch ein anderes sein, z.B.
1 : 2 bis 1 :5 . Nach einstellbarer Zeit geht das HR-Ventil
21 über C' wieder auf die Stellung normal offen" und stellt
den Druck auf der Fläche F1 zum Anstossen bzw. Öffnen des
Entlüftungsventils bzw. des Absaugkolbens 8 wieder her.For a very short control stroke on the
Gleichzeitig gehen auch die Steuerventile 19 und 20 auf ihre
Grundstellung zurück und der Druck bei F2 fällt auf 0 bar
ab, der Absaugkolben 8 kann geöffnet werden. Mechanisch ist
die Steuerhubbegrenzung in Schliessrichtung des
Entlüftungsventils durch das gleichzeitige Auftreffen des
Steuerkolbens 7 und des Absaugkolbens 8 auf den Ventilblock
2 gegeben. Der Absaugkolben 8 schliesst dabei die
Entlüftungsbohrung 5 zum Entlüftungskanal 6 bündig ab, damit
kein flüssiges Metall in die Entlüftungsbohrung 5 des
Ventilblockes 1 eindringen kann.At the same time, the
Die Steuerhubbegrenzung in Öffnungsrichtung des
Absaugkolbens 8 ist durch den Steuerkolben 7 gegeben, der am
Ventilblock 1 ansteht. Die genau definierte Offenhaltung des
Absaugkolbens, d. h. des gesamten Entlüftungsventils, ist
bei gleichem und gleichzeitigem Druck auf die
Differenzflächen F1 und F2 des Steuerkolbens 7, der auch als
Differentialkolben bezeichnet werden kann, gegeben. Dabei
ist die Druckfläche F1, d. h. öffnungsseitig, grösser als
die Druckfläche F2, beispielsweise im Verhältnis von 2 :1 .The control stroke limitation in the opening direction of the
Bei den sehr kurzen erzielten Schliesszeiten von
beispielsweise vier Millisekunden, gemessen ab Ausgang C'
der SPS-Steuerung 23, kann der Schaltpunkt für das
Steuersignal je nach Einpresskolben-Geschwindigkeit fest
eingestellt werden. Das Ziel ist ein fester Schaltpunkt, der
unabhängig von Einpresskolben-Geschwindigkeit, Grösse der
Druckgussform oder der Druckgussmaschine ist. Dabei können
Kolbengeschwindigkeiten bis zu sieben Meter/Sekunde
vorkommen. Dies ergibt einen festen Schaltpunkt für den
Signalauslöser Vakustop 33, der beispielsweise 42 mm vor dem
Pressrest liegen kann.With the very short closing times of
for example four milliseconds, measured from output C '
the
Das Steuersignal zum HR-Ventil 21 könnte auch von anderen
Quellen stammen, beispielsweise von der Druckgussmaschinen-Steuerung
24, von sonstigen Metallfühlern oder
Drucksensoren, akustischen Detektoren oder Thermofühlern
oder sonstigen elektronischen Kontakten. Dies ist durch die
Flexibilität der verwendeten SPS-Steuerung 23 möglich.The control signal to
Die Entlüftungsventil-Vorrichtung wurde in Zusammenhang mit einer Hochgeschwindigkeits-Druckgussvorrichtung beschrieben, doch ist es möglich, eine solche Ventil-Vorrichtung auch für andere Giessvorrichtungen zu verwenden, z. B. für Niederdruck-Giessen oder Spritzgiessen.The vent valve device has been associated with described a high-speed die casting device, but it is possible to use such a valve device for to use other pouring devices, e.g. B. for Low pressure casting or injection molding.
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